Objetivo de aprendizaje

• Corroborar el cambio de estado de oxidación de algunos elementos del bloque D en una reacción química.

• Identificar las propiedades físicas y químicas de la cinta de magnesio y del calcio.

Antecedentes

Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de su número atómico, es decir los elementos se correlacionan con su posición en la tabla periódica. [1]

Conocer la periodicidad permite comprender los enlaces entre los átomos en los compuestos sencillos, propiedades físicas, como el punto de fusión, punto de ebullición y volumen atómico. En cuanto a las propiedades químicas estas dependen de la configuración electrónica en la capa más externa y de cuán lejos está la capa del núcleo atómico. [1]

Las propiedades periódicas de los elementos son: radio atómico, radio iónico, energía de ionización (potencial de ionización), afinidad electrónica y electronegatividad, entre otras.

El radio atómico es la mitad de la longitud entre los núcleos de dos átomos metálicos adyacentes o de una molécula diatómica [2]. En una familia de elementos representativos, el radio atómico aumenta de arriba abajo a medida que añaden electrones a las capas más alejadas del núcleo. Conforme se recorre un periodo de izquierda a derecha de la tabla periódica el radio atómico de los elementos representativos disminuye cada vez que se agrega un protón al núcleo y un electrón a una capa en particular [1].

El radio iónico es el radio de un catión o un anión [2]. El tamaño de aniones y cationes aumenta al descender por un grupo [1].

La energía de ionización es la cantidad mínima de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido a un átomo gaseoso aislado para formar un ion con carga 1+. Los elementos con baja energía de ionización pierden electrones con facilidad para formar cationes [1]. El incremento de la primera energía de ionización se observa de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y de arriba hacia abajo en un grupo para los elementos representativos [2].

Los elementos con afinidad electrónica muy negativa ganan electrones con facilidad para formar iones negativos (aniones) [1]. La afinidad electrónica es positiva si la reacción es exotérmica, y negativa, si la reacción es endotérmica [2].

Los elementos con valores elevados de electronegatividad (no metales) suelen ganar electrones para formar aniones y los elementos con valores bajos de electronegatividad (metales) suelen perder electrones ara formar cationes. Por lo general, la electronegatividad de los elementos representativos aumenta de izquierda a derecha al recorrer los periodos y disminuye al descender por los grupos. Las variaciones entre los metales de transición no son tan regulares; no obstante, siguen las tendencias de los demás elementos [2].

En la figura 5.1 se presenta una tabla periódica con las tendencias de las propiedades periódicas.

Las reacciones Óxido-Reducción también llamadas Redox, son aquellas reacciones químicas donde se presenta un intercambio de electrones entre los átomos.

Ese intercambio se refleja en el cambio de estado de oxidación de los reactivos. El reactivo que cede electrones experimenta oxidación y el que los recibe, reducción. [3]

En la figura 5. 2 se puede observar el proceso oxidación y reducción.

De los elementos de transición (bloque D) que presentan el mayor número de estados de oxidación son el manganeso y el cromo. En la naturaleza, el manganeso se presenta en tres estados de valencia: divalente (Mn2 +), trivalente (Mn3 +) y cuadrivalente (Mn4 +). [4]

Para el cromo su estado de oxidación más alto es el +6, también puede presentar estados de oxidación de +4 y +5, pero son poco frecuentes, los estados más estables son +2 y +3. [5] (Figura 5.3).

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Referencias bibliográficas

[1] Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M. Larry Peck y George G. Stanley. (2015). Estructura de los átomos. En Química (177-187). México: CENGAGE Learning.

[2] Raymong Chang y Ken Golsby. (2017). Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos. En Química (185-199). México: McGraw-Hill.

[3] https://concepto.de/reacciones-redox/#ixzz7LOKcCmiy

[4] https://geologiaweb.com/elementos-quimicos/manganeso/

[5] https://www.coursehero.com/file/72941969/Propiedades-f%C3%ADsicas-del-cromodocx/